褐色矮星の大気中でリン化水素を検出(Detection of Phosphine in a Brown Dwarf Atmosphere Raises More Questions)

2025-10-02 カリフォルニア大学サンディエゴ校(UCSD)

カリフォルニア大学サンディエゴ校の研究チームは、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡(JWST)の観測により、54光年先の三重星系「Wolf 1130」の褐色矮星Wolf 1130Cの大気中にリン化水素(PH₃)を検出した。リンは生命に不可欠な元素であり、PH₃は木星や土星では自然に生成されるが、これまで系外惑星や褐色矮星ではほとんど確認されていなかった。Wolf 1130Cでは金属量の少ない大気環境が化学反応を変化させ、酸素不足によりリンが水素と結びついてPH₃を形成した可能性がある。また伴星の白色矮星Wolf 1130Bが過去に新星爆発を起こし、リンを供給した可能性も指摘される。この発見は銀河系におけるリン生成過程や惑星大気化学の理解を深め、今後の生命探査におけるPH₃の位置付けに重要な影響を与えると期待される。

褐色矮星の大気中でリン化水素を検出(Detection of Phosphine in a Brown Dwarf Atmosphere Raises More Questions)
Schematic of the Wolf 1130ABC triple system, composed of the red dwarf star Wolf 1130A, its close and compact white dwarf companion Wolf 1130B, and the distant brown dwarf tertiary Wolf 1130C. The three components of this system are shown scaled to their relative sizes. (cr: Adam Burgasser)

<関連情報>

低温褐色矮星の大気中の非枯渇ホスフィンの観測 Observation of undepleted phosphine in the atmosphere of a low-temperature brown dwarf

Adam J. Burgasser, Eileen C. Gonzales, Samuel A. Beiler, Channon Visscher, […] , and Christopher A. Theissen
Science  Published:2 Oct 2025
DOI:https://doi.org/10.1126/science.adu0401

Abstract

The atmospheres of low-temperature brown dwarfs and gas giant planets are expected to contain the phosphine molecule, PH3. However, previous observations have shown much lower abundances of this molecule than predicted by atmospheric chemistry models. We report JWST spectroscopic observations of phosphine in the atmosphere of the brown dwarf Wolf 1130C. Multiple absorption lines due to phosphine are detected around 4.3 μm, from which we calculate a phosphine abundance of 0.100 ± 0.009 parts per million. This abundance is consistent with disequilibrium atmospheric chemistry models that reproduce the phosphine abundances in Jupiter and Saturn, and is much higher than abundances previously reported for other brown dwarfs or exoplanets. This difference may be related to the low abundance of elements heavier than helium in Wolf 1130C.

1701物理及び化学
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